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1 Commentaires sur les épreuves de Sciences Physiques Épreuve écrite de Chimie...2 Epreuve orale de Chimie...5 Épreuve écrite de Physique...10 Épreuve orale de Physique

2 Épreuve écrite de Chimie Concours Nb cand. Moyenne Ecart type Note la plus basse Note la plus haute A BIO ,50 3,60 2,0 20,0 A ENV ,65 3,62 2,0 20,0 A PC BIO ,20 3,75 3,0 20,0 Les remarques générales des rapports précédents demeurent d actualité. Nous invitons vivement les candidats à s y reporter. La structure du sujet était classique : un problème de chimie générale et un problème de chimie organique. Chaque problème est constitué de parties indépendantes. Le sujet était long afin de permettre à un maximum de candidats de trouver des domaines où exprimer leurs connaissances et compétences. Le barème prend en compte cette longueur. Une nouveauté est apparue : l interdiction de la calculette. Les réponses aux questions proches du cours ont été peu modifiées par rapport à celles des années précédentes. Les calculs simples (additions, soustractions) mettant en jeu des nombres à trois chiffres ne sont pas maîtrisés par une majorité de candidats. Une dernière remarque générale : s il est habituel que les professeurs utilisent des abréviations personnelles pour désigner des grandeurs ou paramètres, ces conventions peuvent être ignorées des correcteurs, il est donc conseillé aux candidats de les expliciter lors de leur premier usage dans leur copie. Premier problème I.1. Les candidats connaissant leurs cours ont bien répondu à cette question. I.2. et I.3. Les réponses sont parfois incomplètes ou non justifiées ; les noms de Le Chatelier et de Van t Hoff sont souvent confondus. I.4. Des candidats oublient que, une fois l équilibre atteint, la pression ne peut plus augmenter. I.5. et I.6. La variance est souvent définie avec peu de précision et son calcul laisse à désirer. La règle des phases ne tient pas lieu de définition. I.7. Certains candidats ont bien traité cette question. L affinité chimique est toutefois souvent confondue avec l affinité chimique standard. Par ailleurs, le calcul de l affinité chimique ne devait pas être suivi d un calcul de sa différentielle. Lors de la conclusion, affirmer que la réaction se produit dans «le sens 1» sans préciser ce à quoi cela correspond est insuffisant. II. FeO n intervenait en aucune façon dans cette partie. Les calculs de ph sont peu maîtrisés. II.8. Les résultats des calculs de solubilité ont souvent été donnés sans unité ou avec des unités erronées. II.9. L équation correcte de la réaction prépondérante a été rarement lue. II.10. Des confusions dans les réponses à cette question. Le caractère fixé du ph a trop souvent été oublié. II.11. Très peu de réponses correctes ont été obtenues. III.12. La loi de Beer-Lambert est, en général bien connue

3 III.13 à 16. Bien que l énoncé insistât sur la stœchiométrie du complexe, trop de candidats ont considéré, a priori, qu elle était 1-1. III.17. Pour obtenir le maximum des points attribués à cette question, il ne suffisait pas d écrire que la différence entre les deux potentiels standard était importante d autant plus que la réaction étudiée n était pas une réaction d oxydo-réduction. III.18. Les structures électroniques ont été très décevantes, beaucoup de candidats oubliant des électrons dans leurs réponses ou n appliquant pas correctement les règles et principes usuels en particulier dans le cas de l ion fer(ii). III.19 à 21. Des confusions entre concentration et quantité de matière d une part, entre volume total et volume initial d autre part, n ont pas permis d aboutir au résultat recherché. IV. Cette partie a été peu abordée. IV.22. Peu de candidats ont compris qu une solution tampon imposait la concentration en ions hydroxyde qui était donc constante (et non «négligeable», comme lu dans certaines copies) dans chaque série de manipulations. Écrire uniquement que l ordre vaut un parce que la représentation graphique de ln([fe 2+ ]/[Fe 2+ ] 0 ) en fonction du temps est un segment de droite, est considéré comme une réponse incomplète. IV.24. Une valeur correcte de la constante de vitesse a rarement été obtenue. Le jury rappelle que les unités sont indispensables et qu une lecture de l énoncé montre que le temps est exprimé en minutes. IV.25. La détermination d un temps de demi-réaction pour une réaction d ordre un est assez caractéristique pour ne pas être ignorée. IV.26. Le jury est convaincu que les candidats ne sont pas familiers avec les plans d expérience, donc il attendait de lire que l étude de l influence d un paramètre doit être menée en maintenant les autres paramètres constants Deuxième problème V.28. Les éléments essentiels de nomenclature sont mal connus de nombreux candidats. V.29. Ce grand classique a été assez bien traité. V.30. Un schéma réactionnel n est pas un schéma de montage. V.31. Peu de candidats ont pensé à la réaction possible avec le groupe ester. V.32. L énoncé demandait une équation de réaction, ce ne fut pas toujours bien compris. V.33. La fantaisie et l imagination de certains candidats sont sans limites. Les termes de séparation et de purification sont souvent confondus, en particulier, on ne purifie pas un composé par évaporation du solvant sous pression réduite. V.35. Le jury aimerait savoir comment on peut repérer une température de fusion grâce à un thermomètre placé au sommet d une colonne à distiller, comme il a pu le lire dans certaines copies. V.37. Pour être complètement validé, un mécanisme proposé doit comporter des flèches symbolisant les déplacements électroniques. Ces flèches ont un début et une fin clairement représentés. VI.43. Les signaux relevés en RMN doivent être attribués clairement aux protons concernés sur une formule et non indiqués vaguement sans préciser à quoi ils correspondent. L intégration des signaux et leur multiplicité suffisent souvent à leur interprétation. Cette dernière pouvant alors être complétée par la valeur des déplacements chimiques

4 VI.44. Le groupe C=O d un ester ne réagit pas avec l éthane-1,2-diol dans les conditions opératoires indiquées par l énoncé. VI.45. L importance de l entropie n a pratiquement jamais été citée. VI.46. L hydrure de sodium a parfois été confondu avec l hydroxyde de sodium. VI.47. De rares réponses complètes à cette question. VI.49. Les formules mésomères ne doivent pas être seulement «citées», il convient d en écrire quelques unes pour interpréter la stabilité d une espèce. Correcteurs : Mmes et Mrs Ablain, Barbe, Dall Asen, Duigou, Gadet, Guillou, Hoornaert, Joubert, Launay, Martel, Martin, Rivière. Expert et rapporteur : M Martel - 4 -

5 Epreuve orale de Chimie Concours Nb cand. Moyenne Ecart type Note la plus basse Note la plus haute A BIO ,10 4,07 0,5 20,0 A ENV ,51 3,82 0,5 20,0 A PC BIO ,25 3,76 1,0 20,0 Introduction, déroulement de l épreuve L épreuve orale de chimie s est déroulée dans des conditions similaires à celles de l année précédente : les candidats disposent d une demi-heure pour préparer, dans une salle dédiée, deux exercices d importance proche dans le barème, l un de chimie organique, l autre de chimie générale, l un des deux comportant systématiquement une question de TP. Ils sont ensuite invités à les présenter, dans l ordre de leur choix, pendant une demi-heure. Pendant la préparation, les candidats ont à leur disposition un tableau périodique des éléments, des tables de données spectroscopiques IR et RMN ainsi que des calculatrices dont le modèle est précisé dans la notice du concours. Il est conseillé aux candidats de s y familiariser pendant l année. Il est dommage de ne pas avoir les résultats des calculs simples faits pendant la préparation pour pouvoir discuter rapidement leur ordre de grandeur. Pendant la présentation, les candidats disposent de leur calculatrice personnelle ; il est même indispensable qu ils en soient munis : l expérience prouve que c est la seule avec laquelle ils sont à l aise. Le jury prend un soin tout particulier à vérifier la parfaite adéquation des questions posées avec le programme en vigueur (BO hors-série n 3 du 26 juin 2003 et BO hors-série n 3 du 29 avril 2004). Bien évidemment, l objet d un exercice peut être la découverte d une réaction hors programme, comme une synthèse utilisant l acétoacétate d éthyle plutôt que le malonate. Ce sont alors les questions posées, les analogies suggérées toutes au programme qui constituent en fait la matière de l interrogation. Les questions à caractère expérimental sont posées pour vérifier si l étudiant a manipulé régulièrement pendant les deux années de préparation et connaît l usage des techniques usuelles au programme, ainsi que les principes sur lesquels elles reposent. Jusqu à deux visiteurs peuvent assister aux interrogations de chimie, l usage étant de demander son accord au candidat. Aucun problème n a perturbé la session Les remarques suivantes, d ordre général ou sur des points plus particuliers, devraient permettre aux futurs candidats et aux préparateurs d identifier les questions qui méritent une attention particulière. Remarques générales L oral est un exposé du candidat qui devrait mieux en maîtriser le déroulement : bien trop souvent, c est l examinateur qui suggère de ne pas s enferrer dans la fin du premier exercice - 5 -

6 pour garder quelques minutes pour le deuxième. Il faut commencer son exposé par ce qui, à la préparation, a laissé entrevoir les meilleures chances de succès et surtout pas, dans le but d en finir avec lui, par l exercice jugé difficile. Il faut tirer le meilleur parti de la demi-heure de préparation et ne pas la gâcher inutilement à écrire sur son brouillon un mécanisme connu ou à dessiner un montage qu il faudra de toute façon reproduire au tableau. Il est recommandé, pour gagner du temps, de donner directement le résultat d une application numérique : l examinateur aura toujours la possibilité de demander des détails. Il ne le fera sans doute pas si le propos est assorti d un commentaire convaincant, comme par exemple : «en intégrant la loi de Van t Hoff dans le cadre de l approximation d Ellingham, j ai obtenu K (T 2 ) =». Un exposé n interdit pas les questions. L examinateur a souvent de bonnes raisons d en poser : soit pour faire préciser un point d une réponse, soit pour aiguiller l élève sur une erreur commise. Il ne faut donc pas être déstabilisé par son intervention généralement bienveillante. Pour harmoniser la longueur des exercices proposés, certains comportent une ou plusieurs questions complètement indépendantes. Cependant, la plupart du temps, une certaine cohérence existe et devrait aider le candidat : si un sujet comporte une rétrosynthèse après avoir demandé le mécanisme de l aldolisation, ce n est sans doute pas fortuit. Il faut donc commencer par lire l énoncé dans cette perspective. Le jury a apprécié le comportement global des candidats qui sont à l aise au tableau et s expriment tous sans difficulté. Il souhaite cependant mettre l accent sur trois points qui méritent d être améliorés. En premier lieu, l exécution du moindre calcul littéral ou numérique représente, pour une majorité de candidats, une épreuve à part entière. La calculatrice est systématiquement sollicitée, y compris pour extraire la racine carrée de 25. D autre part, la qualité d expression orale laisse un peu à désirer. Il faut éviter les «va T attaquer», les «cinq Z éléments» comme «les réactions pourraient se former», connaître le genre des aldéhydes et des amides et essayer d enrichir son vocabulaire pour ne pas confondre électron célibataire et électron libre. Rappelons enfin à une minorité apparemment irréductible que les tenues vestimentaires et les attitudes négligées doivent être évitées. Remarques ponctuelles Chimie générale Chimie des solutions Cette partie du programme connaît un traitement très variable suivant le thème. Si le calcul des constantes thermodynamiques des réactions d oxydoréduction est généralement connu, l élaboration d un tampon, en mélangeant une solution de base forte et une d acide faible, reste un défi à relever. L écriture systématique d un tableau d avancement, conjuguée à l utilisation des concentrations (au lieu des quantités de matière) et des constantes d équilibre rendent les problèmes de dosages inextricables et empêchent même les déterminations en retour d être reconnues comme dosages. Bien que le programme ne prévoit pas l apprentissage des formules «prêtes à l emploi» pour le calcul des ph (acide ou base faible, ampholyte), le jury pense qu elles peuvent s avérer utiles pour déterminer rapidement les coordonnées de quelques points sur une courbe. Cinétique Il n est pas possible, dans le temps imparti pour l épreuve d oral, de traiter de lourds tableaux de données numériques : les exercices sont donc relativement simples. Dans un certain nombre de cas, il faudra envisager une dégénérescence de l ordre et obtenir une constante apparente à partir de données simples : la connaissance des temps de demi-réaction aux ordres - 6 -

7 0, 1 et 2 s avère alors très utile. Dans d autres cas, les questions guident vers un ordre et le tableau de données, moins simple, doit être exploité par régression linéaire : il faut apprendre à utiliser cette méthode sur sa calculatrice personnelle et réserver cette question pour le moment où cette machine sera autorisée, c est-à-dire au tableau. L avancement de certaines réactions en phase gazeuse à volume constant est suivi par la donnée de la pression totale : découvrir ce type d exercice le jour de l oral est sans doute assez difficile et il serait souhaitable d en connaître l existence. L établissement d une loi de vitesse à partir d un mécanisme est, en général, assez bien traité. Dans le cas où existent plusieurs intermédiaires à quoi peut s appliquer l AEQS, les calculs sont cependant rarement simplifiés. Rappelons que, pour ce faire, il peut être utile de nommer v i la vitesse de chaque étape et d employer ensuite cette notation à la place de l expression plus lourde v i k i j j [réactif ]. j ordre Thermochimie La thermochimie reste assez abstraite pour une partie des élèves : si les grandeurs de réaction sont connues et les bilans de matière faits, peu de résultats sont obtenus car les calculs sont menés de manière trop formelle et sans compréhension du phénomène : déplacement, rupture. Cette remarque s applique aussi à la notion de variance ou à la lecture des binaires : la corrélation avec l expérience reste floue. Le jury n a jamais entendu un candidat conclure d un calcul de variance qu une des questions suivantes de l exercice, à savoir déterminer l état d équilibre, pouvait être traitée étant données les conditions de l énoncé. Chimie organique Stéréochimie Les principes de base sont connus, même si l électronégativité surgit parfois dans les règles CIP. Les candidats manquent d aisance dans la représentation spatiale des molécules : une tendance fâcheuse à la gîte rend difficile la distinction axial/équatorial sur les cyclohexanes ; les représentations de Cram avec plus d un carbone asymétrique sont trop rarement satisfaisantes. Le jury encourage très vivement les candidats à s entraîner à l utilisation des formules topologiques, y compris en stéréochimie, qui permettent de gagner en temps et en lisibilité. Il est plus facile d écrire le mécanisme de condensation interne du (S) 3-oxo-4- méthylpentanal et de prévoir la configuration absolue de l aldol en utilisant O O plutôt que H CH 3 COCH 3 CH 2 CHO Mécanismes La connaissance des mécanismes est dans l ensemble convenable, les commentaires et l écriture restant les points faibles : seules les premières étapes sont écrites pour décrire ce qui est qualifié trop souvent «d attaque» au lieu de substitution, d addition ou d additionélimination. Des mécanismes écrits en utilisant la forme mésomère prépondérante impressionnent évidemment favorablement le jury, mais ne sont pas strictement exigés. Ceux qui ne les maîtrisent pas ne doivent pas hésiter à simplifier leur tâche : mieux vaut partir d un -carbanion qu envisager une O-alkylation en partant d un énolate - 7 -

8 Enchaînements de réactions Les exercices de rétrosynthèse s avèrent extrêmement sélectifs : imaginer une suite de plus d une (sic) réaction est inenvisageable pour certains, tandis que d autres, très rares, analysent bien la constitution du squelette carboné, puis les aménagements fonctionnels nécessaires. Encore une fois, le jury a l impression globale d un certain manque de recul car les candidats rencontrent beaucoup de difficultés à caractériser les réactions en termes d addition, substitution, réaction acidobasique ou rédox, etc. ; il en va de même pour les conditions opératoires. Spectroscopie Il a semblé au jury que les candidats se perdaient un peu moins dans les tables de RMN. Pour les molécules simples, les données d intégration et de multiplicité sont effectivement plus riches que les déplacements chimiques (mis à part les protons aromatiques, aldéhydiques et carboxyliques). Travaux pratiques S agissant des TP, la formulation de l énoncé est souvent générale «donner le montage permettant telle mesure ou synthèse» mais le candidat doit savoir qu elle appelle systématiquement un schéma et est complétée par l examinateur qui demande au candidat de préciser le rôle des différents éléments représentés ainsi que des détails sur la manière de procéder. Les difficultés évoquées dans les rapports précédents n ont pas toutes été levées : l entraînement à la vapeur, la polarimétrie, l extraction liquide-liquide et la recristallisation sont mal décrits voire inconnus ou confondus avec d autres techniques. Malheureusement, un autre mal-aimé est venu allonger la liste des ostracisés des TP : la mesure du ph. De nombreux candidats évoquent «une sonde à ph» dont la constitution comme le fonctionnement restent aussi mystérieux que le «boîtier» à quoi elle est reliée. Le jury n a pas pénalisé les candidats qui nomment «colorimétrie» une volumétrie avec détection de l équivalence par indicateur coloré. Il semble même qu un certain flou règne dans l enseignement à ce sujet. Rappelons que, en chimie, la colorimétrie est une photométrie (en absorbance ou transmittance) dans le visible. Conclusion En conclusion, malgré ces critiques, le jury félicite les candidats peu nombreux qui ont atteint un niveau au moins honorable, parfois excellent, en chimie ; il encourage les autres à réussir de même, en rappelant qu il n attend pas d eux une connaissance exhaustive d une discipline qui n est pas leur spécialité mais une maîtrise approfondie du cours et des techniques pratiques couramment utilisées en chimie. Examinateurs : MM et Mmes J. Brunel, M. Champion, S. Chevy, P. Deloix, L. Eveleigh, V. Hoornaert, V. Laurent, S. Martin, O. Plaidy, M. Pontuer, E. Sabban, V. Veissier. Expert et rapporteur : M. Eveleigh - 8 -

9 - 9 - Banque Agro-Veto - Session 2009

10 Épreuve écrite de Physique Concours Nb cand. Moyenne Ecart type Note la plus basse Note la plus haute A BIO ,52 3,70 0,0 20,0 A ENV ,66 3,76 0,5 20,0 A PC BIO 866 9,96 3,79 1,0 20,0 Le sujet, constitué de deux parties totalement indépendantes, couvrait une partie du programme de 1 ère année (régime harmonique en électrocinétique) et une partie du programme de deuxième année (bilans en mécanique des fluides). L ensemble du sujet était proposé sans calculatrice afin de valoriser à la fois les connaissances et les capacités de raisonnement des candidats. La première partie très proche du cours s intéressait à l étude du circuit RLC tout d abord en régime harmonique puis en régime libre. Après avoir proposé aux candidats de retrouver les résultats théoriques de leur cours, elle leur proposait alors de faire le lien entre ces résultats théoriques et les résultats expérimentaux correspondants, en particulier au travers de la lecture d oscillogrammes. La seconde partie s intéressait à la modélisation d un nettoyeur haute pression et faisait appel aux capacités d adaptation des candidats afin de mobiliser leur connaissance en vue de réaliser des bilans sur des systèmes bien précis. Signalons quelques remarques d ordre général avant de détailler le sujet lui-même La présentation des copies est extrêmement variable d une copie à l autre. Si l écriture et la mise en valeur des résultats sont globalement satisfaisantes, de nombreux membres du jury se sont plaints de l absence du respect de la chronologie des questions au sein d une même partie. Il n est pas exclu à l avenir d introduire des points de présentation dans le barème afin d encourager les candidats à prendre en compte ces différentes remarques. Il est rappelé aux candidats qu une application numérique ne se met jamais sous la forme d une fraction et doit toujours (si elle existe) comporter une unité si possible dans le système international. L absence de calculatrice constituant un handicap pour les candidats, il est évident qu un ordre de grandeur correct est considéré comme amplement suffisant. La gestion des unités a été cette année plutôt décevante comparée aux sessions précédentes. Ainsi il n a pas été rare de lire des fréquences en volts Il est rappelé aux candidats que lorsqu une question demande la démonstration (ou la déduction) d un résultat, il ne pourra être crédité de la totalité des points que s il justifie de manière claire et précise les étapes du raisonnement qui ont permis d aboutir aux résultats. A ce titre, une succession de lignes de calcul sans justification du passage de l une à l autre ne peut être considérée comme une démonstration acceptable

11 A Etude d un circuit électrique. Etude en régime sinusoïdal A.1 La seule erreur rencontrée pour cette question est une imprécision de certains candidats qui écrivent i I exp jt sans préciser la forme de I. A.2 Cette question, qui avait pour seul objet de permettre aux candidats de ne pas bloquer sur le lien entre module d une tension et tension efficace a été moyennement traitée. Beaucoup de candidats n ont en effet pas réussi à faire aboutir leur calcul ou ont abouti à un résultat erroné. A.3 Le seul écueil rencontré dans cette question consistait à bien prendre en compte la résistance r de la bobine. A.4 La plupart des candidats connaissent les comportements limites des différents composants. En revanche, peu d entre eux semblent capables d utiliser ces comportements pour déterminer l équivalent d un circuit et le comportement d une tension donnée. A.5 A.6 A.8 Peu de problèmes pour ces questions qui ont été bien traitées dans l ensemble. Il est en revanche dommageable que certains candidats n ayant pas abouti pour l expression de ne prennent pas en compte la présence de ce facteur dans le calcul de la tension efficace. A.7 A.9 Peu de candidats parviennent à étudier et caractériser correctement la fonction U ce et donc à la tracer correctement. On attendait ici une discussion sur l existence ou non d un maximum en fonction du facteur de qualité et sur l effet de ce facteur de qualité sur la position du maximum tant en abscisse qu en ordonnée. A.10 A.11 A.12 Ces questions n ont posé que peu de problèmes à la majorité des candidats. A.13 A.14 Encore une fois, la caractérisation de la fonction I e () a posé problème à la majorité des étudiants. A.15 A.16 A.17 La caractérisation des fonctions U ce () et I e () ayant posé de nombreux problèmes, ces questions ont dans l ensemble été assez mal traitées. Peu de justifications correctes ont été invoquées. Pire, le jury a parfois rencontré des arguments portant sur le déphasage entre les deux fonctions A.18 A.19 Peu de problèmes pour ces questions hormis peut-être pour le comportement limite du déphasage en 0. A.20 L intérêt de cette question qui proposait de faire le lien avec la courbe I e () afin de faire comprendre que l on se plaçait à 0 n a pas été toujours très bien compris. A.21 Très peu de candidats ont répondu correctement à cette question. En effet, très peu d entre eux ont fait le lien avec les questions A.18 et A.20 qui visaient pourtant à les aiguiller vers un argumentaire convaincant. Pire, on a pu lire des arguments du type : «Pour l oscillogramme (a), la tension est prise aux bornes d une résistance qui n introduit pas de

12 déphasage.» ce qui laisse à penser que dans l esprit de certains il n y a jamais de déphasage. Beaucoup de candidats semblent également confondre décalage temporel et déphasage. Etude en régime transitoire A.23 Peu de problèmes pour cette question dans l ensemble même si le jury déplore parfois l absence d une argumentation solide pour justifier les résultats avancés. A.24 Le seuil écueil rencontré ici était l absence de la résistance R g, le générateur étant remplacé par un fil. A.25 Si la continuité à l intérieur des différents composants semble acquise, le jury regrette encore une fois que beaucoup de candidats ne parviennent pas à utiliser ces acquis afin de déterminer les conditions initiales en particulier dans le cas de du c dt (0). Trop de candidats ont le raisonnement suivant : u c (0)=E donc du c dt (0) 0. A.26 A.27 La détermination de la solution à travers l équation caractéristique, la discussion sur l existence d un régime pseudo périodique et la détermination des constantes A et B ont semblé poser beaucoup de problèmes aux candidats. A.28 L absence (regrettable et dommageable) de la définition de u 1 et u 2 ne semble pas avoir perturbé la minorité de candidats parvenus jusqu à cette question. L utilisation du décrément logarithmique et les applications numériques ont en revanche posé quant à elles de gros problèmes. B La notice d un nettoyeur haute-pression Etude du compresseur B.1.1 Le jury regrette ici que les conventions proposées par l énoncé n aient pas été respectées même si l utilisation d un autre système n a pas été pénalisée dans la mesure où les raisonnements qui en découlaient étaient justes. B.1.2 Beaucoup de candidats rencontrent ici des difficulté à effectuer un bilan convaincant et argumenté et semblent chercher à se rattacher (avec plus ou moins de succès) à des équations déjà connues. B.1.3 La condition de dt oubliée. 0 a souvent été évoquée mais la conservation du débit a parfois été B.1.4 Bon nombre de candidats se contentent d écrire W pdv voire W (p s p e )dv sans chercher à faire le lien avec les données de l énoncé. B.1.5 B.1.6 Il est rappelé ici que l identité thermodynamique du TdS pdv est distincte de l énoncé du premier principe du W Q. L argument ds 0 a rarement été invoqué et justifié correctement. La première loi de Joule a souvent été citée Il n est pourtant

13 généralement pas reconnu que l eau liquide est un gaz parfait. B.1.7 Cette question a posé peu de problème en ce qui concerne les formules littérales. Le jury s alarme néanmoins de la proportion particulièrement importante de candidats qui n ont pas su convertir le débit dans le système international. Si l erreur dans une composition est toujours envisageable, il est en revanche inquiétant que des vitesses de 1, m.s -1 ou de 5, m.s -1 ne conduisent pas les élèves à s interroger sur le bien-fondé de leur conversion. B.1.8 B.1.9 Ces questions qui nécessitaient de faire la synthèse de toutes les questions précédentes ont été peu traitées. Action sur le pistolet B.2.1 La relation de Bernoulli est bien connue. En revanche, le champ d applicabilité de cette relation pose plus de problèmes. Le jury rappelle notamment que l hypothèse de fluide parfait est essentielle pour valider cette relation. B.2.2 La majeure partie des problèmes a résulté de la mauvaise conversion d unité de la question B.1.7. B.2.3 La plupart des candidats a su affirmer p' s p ext mais la relation de Bernoulli pour déterminer p' e n a pas toujours été utilisée. B.2.4 La remarque de la question B.1.2 reste ici valable pour une certaine partie des candidats. B.2.5 Outre l oubli des forces dues à la pression extérieure, certains candidats ont ici envisagé plusieurs forces inexistantes comme par exemple, la force qu exerce le pistolet sur la lance. B.2.6 Paradoxalement, le théorème d Euler est parfois mieux appliqué que le bilan de la question B.2.4 qui devrait y mener. Les candidats ayant recensé correctement les forces parviennent en général à un résultat correct, même si les forces de pression extérieure sont encore une fois très rarement prises en compte. Certains élèves, suite aux problèmes de conversion, n hésitent pas à afficher des forces de l ordre de 10 5 N sans que cela ne semble leur poser de problème B.2.7 La notion de charge semble acquise et beaucoup de candidats ont été capables de faire le lien entre perte de charge et fluide non parfait sans pour autant avoir traité toutes les questions. Correcteurs : Mmes et MM Alloschery, Bergès, Bruand, Fauré, Girardi, Hamraoui, Kieffer, Lehner, Meyer, Ramonet, Randria, Ravet, Simond, Whybrew Expert et Rapporteur : M Kieffer

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15 Épreuve orale de Physique Concours Nb cand. Moyenne Ecart type Note la plus basse Note la plus haute A BIO ,86 3,91 0,5 20,0 A ENV ,19 3,69 2,0 20,0 A PC BIO ,94 3,71 2,0 20,0 Le jury déplore cette année une baisse sensible du niveau des candidats. L écart est maintenant très important entre les excellentes prestations de quelques rares étudiants, et le niveau trop souvent faible de nombreux autres. Ces différences ne s expliquent que par une méconnaissance dramatique des concepts de base du cours. Nous déplorons ainsi que peu de candidats puissent énoncer le principe d inertie, définir un référentiel galiléen, ou donner une définition cohérente de l énergie interne, de la pression dans un fluide, de l intensité du courant électrique. Dans le même ordre d idée, il est inutile de se lancer dans un calcul élaboré d intégrale double si l on ne peut faire la différence entre le transfert thermique et la puissance thermique. Nous pourrions multiplier les exemples à l infini. La physique semble trop souvent se limiter à une juxtaposition de formules plus ou moins adaptées. Sur la forme des exposés, nous pouvons souligner que la présentation orale est souvent de qualité, que les candidats semblent à l aise face au jury et qu ils ont souvent une bonne gestion du tableau. Au cours des 30 minutes d exposé, le jury indique parfois le temps qu il reste au candidat pour traiter les exercices proposés. Cette information ne doit pas être interprétée comme une incitation à passer à l autre exercice, mais simplement un repère temporel. Le nombre de points obtenus par un candidat n est pas proportionnel au temps qu il passe sur un exercice. Sur l usage de la calculatrice, il devient récurrent, d années en années, de voir les candidats se précipiter sur leur calculatrice à la moindre application numérique demandée pour ensuite, bien souvent, obtenir un résultat faux (erreur de conversions dans un système d unités homogène, incapacité à gérer les priorités dans les opérations sur leur calculatrice, erreurs de parenthèse, puissance de dix erronée etc.). On peut leur conseiller, entre autres, de commencer par écrire au tableau l expression numérique à calculer, de simplifier les puissances de 10 et ensuite de taper l ensemble de l expression sur leur calculatrice de manière à enfin pouvoir revenir sur cette dernière ligne d instructions pour la corriger en cas de résultat aberrant. Nous avons pu voir que 1 L = 1000 m 3, ou 1 cm² = m²! De plus, les candidats maîtrisent de plus en plus mal les moindres calculs et le formalisme mathématique : Les solutions des équations différentielles usuelles linéaires du premier et second ordre ne sont pas toujours connues : la solution de l oscillateur harmonique doit être dv v donnée sans passer par l équation caractéristique. La solution de 0 devient dt

16 z z v cte! si ce n est v Aexp. Les candidats confondent fonction scalaire et E mgz j K grad T, intégrale et primitive vectorielle p ou R2 T dt T r f ( r) dr cte ou... R1 dx de, différentielle et dérivée c mv. dv dt, fonction et T différentielle, Ep. Peu de candidats sont capables de vérifier rapidement l homogénéité d une relation ou de voir E que des expressions du type i ne peuvent être cohérentes. On rappelle que dans R1 R2 fonction exp, log et les fonctions trigonométriques, les grandeurs sont sans dimensions. Nous ne pouvons que nous étonner de la méconnaissance de la circonférence d un cercle, la surface d un disque ou la surface et le volume d une sphère. Nous notons en outre les difficultés croissantes des candidats à raisonner sous forme algébrique, que ce soit en thermodynamique, mécanique, électrocinétique, diffusion ou optique, ce qui entraîne évidemment des problèmes de signes récurrents. De même, la notion d ordre de grandeur semble parfois surprenante : une chute à l élastique de m nous semble plus proche d un crash d avion! Enfin, nous regrettons que de trop nombreux candidats perdent du temps à lire à haute voix l énoncé pendant l exposé (les examinateurs l ont aussi!) et se révèlent incapable de tenir compte des indications du jury. Nous rappelons une fois de plus que l oral est un dialogue et que l examinateur peut, s il l estime nécessaire, aider le candidat à démarrer un raisonnement. Mais cette aide n est pas systématique. Dans le détail, En thermodynamique, les erreurs consistent à confondre dans les calculs les variations (non petites) de fonction d état avec les différentielles (à moins que ce ne soit l inverse, au gré des candidats et je ne cite pas les fantasmatiques «variations de travail» parfois évoquées). Les étudiants doivent pouvoir passer facilement de la loi de Laplace, aux formes,. Nous constatons une difficulté à traduire dans un diagramme p v une suite de transformations thermodynamiques. Par ailleurs, dès que l on demande un diagramme pv, une courbe de saturation est présente, même si le système est gazeux. Le théorème des moments pour un changement d état est plus facilement utilisé que justifié. La relation de Clapeyron est rarement démontrée. À signaler aussi que trop souvent le travail élémentaire des forces de pression est donné pour une transformation quelconque sous la forme w pdv et que cela conduit bien évidemment à des erreurs si la transformation étudiée n est pas quasi statique ou réversible. D une manière générale, la mécanique est toujours aussi difficile pour la plupart des candidats. Des exercices simples tels qu un pendule simple semblent être une découverte. Contrairement aux années précédentes, les candidats semblent avoir oublié les conditions d équilibre d un solide (nullité de la résultante des forces subies, mais oubli de la nullité de la résultante des moments)

17 Parmi les erreurs les plus fréquentes, notons que les candidats confondent longueur du ressort et élongation, énergie de pesanteur et énergie gravitationnelle, un vecteur avec sa norme (d où la confusion devenue fréquente entre mouvements uniformes et mouvements dont l accélération est nulle). De même, n est que la définition de cette énergie mécanique et non l énoncé du théorème de l énergie mécanique, la notion de système isolé (au sens de la mécanique) est aussi mal maitrisée. La notion de potentiel gravitationnel est soit inconnue soit confondue avec énergie potentielle. À l inverse, la démonstration du théorème de l énergie mécanique est souvent bien exposée par ceux qui n ont pas les lacunes précédemment soulignées. La puissance d une force ne semble pas une notion acquise et la confusion règne entre le travail élémentaire w et la puissance f. v. Nous pouvons noter que les candidats connaissent dans l ensemble parfaitement l énoncé du théorème d Euler, la relation de Bernoulli ou de Poiseuille ainsi que les conditions d application. La mécanique des fluides a été mieux traitée. Comme dans le sujet d écrit de cette année, les examinateurs espèrent que le système soit défini pour le théorème d Euler comme pour le premier principe industriel. On rappelle que les débits ne s écrivent pas toujours D vs, en particulier lorsque le profil des vitesses n est pas uniforme. Pour la loi de Darcy, le jury attend une équation locale k v grad p. La relation D k p n est qu un cas particulier lorsque la pression est S e homogène sur la surface. En électricité, nous pouvons regretter que certains candidats (peu nombreux il est vrai) ne sachent pas bien utiliser la loi des nœuds en termes de potentiel et que d autres (encore moins nombreux tout de même) se lancent dans des lois de mailles et de nœuds pour établir une fonction de transfert ou l expression d une tension dans un circuit. Il en est de même dans la E cost confusion entre grandeurs réelles et complexes : i. De même, les jl comportements asymptotiques posent problème : Si Zc u! Pour les fonctions de transfert ou les expressions d amplitudes complexes un réflexe, trop souvent observé, consiste à multiplier par la quantité conjuguée du dénominateur pour ensuite prendre l argument ou le module. Cela conduit à des expressions inutilement compliquées et parfois fausse (en effet, on observe alors souvent l erreur ) Les notions de filtre actif ou passif sont parfois inconnues, de même que la notion de résistance d entrée d un quadripôle. Les équivalences sources de tension-source de courant sont mieux maîtrisées ainsi que les notions de diviseur de courant et de tension (pour ceux qui les reconnaissent), ce qui permet de simplifier rapidement les calculs. En optique, les formules de Descartes pour une lentille mince sont mieux connues que celles de Newton. Les candidats confondent les foyers notés F avec les distances focales notées f. La notion de lentille «mince» dans les conditions de Gauss est bien exposée et bien comprise dans l ensemble. Pour les interférences, la démonstration de la différence de marche est parfois fausse. Il y a confusion entre calcul à distance finie et dans le plan focal d une lentille

18 Examinateurs : Madame C. Macé et Messieurs P.Dellouve, R. Girardi, G.Golse, C. Guillon, H. Idda, A. Lesage, Macé, J. Ramonet, J. Randria, P. Ravet, J.P.Simond (R), M. Strubel. Expert et rapporteur : M Simond